JPH08278679A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラー画像形成装置において、黒色画像の形
成に当たりカラー用の各現像手段に加える現像バイアス
電圧の印加を簡単な機構とその制御によって不作動状態
とする。 【構成】 現像器１３（Ｙ），１３（Ｍ），１３（Ｃ）
の各現像スリーブ１３０（Ｙ），１３０（Ｍ），１３０
（Ｃ）を並列に接続するリード線Ｉと、現像器１３
（Ｋ）の現像スリーブ１３０（Ｋ）を接続するリード線
IIをカートリッジ３０側のプラグＰを介して装置本体側
のソケットＳに接合させることにより定電圧電源に接続
する構造とし、カラー画像形成に当たっては電源側のス
イッチＳＷをＯＮにしてすべての現像スリーブに現像バ
イアス電圧を印加し、モノクロ画像形成に際しては前記
のスイッチＳＷをＯＦＦにして現像スリーブ１３０
（Ｋ）にのみ現像バイアス電圧が印加されるように構成
したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、像形成体の周面に複数
の帯電手段、像露光手段ならびに現像手段を配置して、
像形成体の一回転中にトナー像を重ね合わせてカラー画
像を形成する電子写真方式のカラー画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】多色のカラー画像を記録する装置として
は、画像形成に必要な色の種類と同数の帯電手段、像露
光手段ならびに現像手段を像形成体の周囲に配置して、
像形成体の一周する間に各色毎の帯電、像露光ならびに
現像を順次行ってトナー像を重ね合わせてカラーのトナ
ー像を形成し、これを一括して転写材上に転写する形式
のカラー画像形成装置が知られている。

【０００３】かかる装置は各色のトナー像の形成が僅か
な時間差を置いて連続して開始されることから、カラー
画像形成のスピードが早く、また像形成体の周面の長さ
より大きいカラー画像の形成が可能であると云う特徴も
備えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる装置は、前述し
たように各トナー像が連続して形成されるために各帯電
手段、各現像手段がコピースタートと同時に一斉に作動
を開始する形式がとられ、そのため特定した色のみのい
わゆるモノクロ画像を形成する場合にも必要としない帯
電手段、現像手段までもが作動状態に置かれることとな
る。

【０００５】その結果常時複数の帯電手段が放電作用を
行って多量のオゾンが発生して感光体の劣化が早まり、
また現像手段の空作動によってトナーが劣化や混色が生
じたり、機構部の寿命も早まるという問題が起きてい
る。

【０００６】この問題を解決するには各帯電手段、各現
像手段をそれぞのトナー像形成のプロセスに対応して個
々に作動を制御することが望まれるが、回路や機構が複
雑化してコストが上昇するので実現するのに難点とな
る。

【０００７】本発明はモノクロ画像の主体は黒色のみの
画像であることから、極めて簡単な回路構成と作動機構
によってコストの上昇なく前記の諸問題を解消すること
を可能としたカラー画像形成装置の提供を目的としたも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体の
周面に、複数のカラー色および黒色の各トナー像に対応
するそれぞれの帯電手段、像露光手段および現像手段を
配設し、前記像形成体の一回転中に帯電、像露光および
現像を繰り返して前記各色のトナー像を重ね合わせて形
成後、前記トナー像を一括して転写材に転写するカラー
画像形成装置において、前記装置は黒色画像の形成を可
能とし、前記各現像手段は１個の定電圧電源を現像バイ
アス用電源として前記電源に対し黒色のトナー像に対応
する現像手段を直結し、各カラー色に対応する各現像手
段を１個のスイッチを介して並列に接続したことを特徴
とするカラー画像形成装置によって達成される。

【０００９】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図４によって
説明する。

【００１０】10はドラム状の像形成体即ち感光体ドラム
で、光学ガラス若しくは透明アクリル樹脂等の透明部材
によって形成される基体の外周に透明導電層から成る有
機感光層（ＯＰＣ）を塗布したもので、接地した状態で
時計方向に駆動回転される。

【００１１】本実施例では、画像露光用の露光ビームの
結像点である感光体ドラムの光導電体層において、光導
電体層の光減衰特性（光キャリア生成）に対して適正な
コントラストを付与できる波長の露光光量を有していれ
ばよい。従って、本実施例における感光体ドラムの透明
基体の光透光率は、１００％である必要はなく、露光ビ
ームの透過時にある程度の光が吸収されるような特性が
あっても構わない。透光性基体の素材としては、ソーダ
ガラス、パイレックスガラス、ホウ珪酸ガラスや一般光
学部材などに使用されるフッ素、ポリエステル、ポリカ
ーボネート、ポリエチレンテレフタレートなどの各種透
光性樹脂が使用可能である。また、透光性導電層として
は、インジウム・スズ・酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫、酸
化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅や、Ａｕ、Ａｇ、Ｎ
ｉ、Ａｌなどからなる透光性を維持した金属薄膜が用い
られ、成膜法としては、真空蒸着法、活性反応蒸着法、
各種スパッタリング法、各種ＣＶＤ法、浸漬塗工法、ス
プレー塗布法などが利用される。また、光導電体層とし
ては、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）合金感光層、
アモルファスセレン合金感光層や、各種有機感光層（Ｏ
ＰＣ）が使用可能である。

【００１２】11は帯電手段であるスコロトロン帯電器
で、感光体ドラム10の前述した有機感光体層に対し所定
の電位に保持されたグリッドと放電ワイヤによるコロナ
放電とによって帯電作用を行い、感光体ドラム10に対し
一様な電位を与える。

【００１３】12は像露光手段である露光光学系で、感光
体ドラム10の軸方向に配列したＬＥＤ，ＦＬ，ＥＬ，Ｐ
Ｌ等の発光素子と等倍結像素子としてのセルフォックレ
ンズとから構成される。別体の画像読み取り装置によっ
て読み取られた各色の画像信号がメモリより順次取り出
されて前記の各露光光学系12にそれぞれ電気信号として
入力される。この実施例で使用される発光素子の発光波
長は各々同一波長であり、500〜900nmの範囲のものであ
る。

【００１４】前記の各露光光学系12は何れも共通の柱状
の支持部材20に取り付けられ、かつ各露光光学系12
（Ｙ），12（Ｍ），12（Ｃ），12（Ｋ）は等間隔に配置
され、前記感光体ドラム10の基体内部に収容される。露
光光学系12は上記の発光素子以外にランプとＬＣＤ，Ｌ
ＩＳＡ，ＰＬＺＴ等の光シャッタ部材を組み合わせたも
のとセルフォックレンズ等の結像レンズとから構成する
こともできる。

【００１５】13Ｙ，13Ｍ，13Ｃ，13Ｋはイエロー
（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）
の各現像剤を収容する現像手段である現像器で、それぞ
れ感光体ドラム10の周面に対し所定の間隙を保って同方
向に回転する現像スリーブ130を備えている。

【００１６】前記の各現像器13は、前述した帯電器11に
よる帯電，露光光学系12による像露光によって形成され
る感光体ドラム10上の静電潜像を直流と交流電圧を重畳
した現像バイアス電圧の印加により非接触の状態で反転
現像する。

【００１７】次に本装置におけるカラー画像形成装置の
プロセスについて説明する。

【００１８】原稿画像は本装置とは別体の画像読み取り
装置において、撮像素子により読み取られた画像あるい
は、コンピュータで編集された画像を、Ｙ，Ｍ，Ｃ及び
Ｋの各色別の画像信号として一旦メモリに記憶し格納さ
れる。

【００１９】画像記録のスタートにより感光体駆動モー
タが回動して感光体ドラム10を時計方向へと回転し、同
時に帯電器11（Ｙ）の帯電作用により感光体ドラム10に
電位の付与が開始される。

【００２０】感光体ドラム10は電位を付与されたあと、
前記の露光光学系12（Ｙ）において第１の色信号すなわ
ちイエロー（Ｙ）の画像信号に対応する電気信号による
像露光が開始されドラムの回転走査によってその表面の
感光層に原稿画像のイエロー（Ｙ）の画像に対応する静
電潜像を形成する。

【００２１】前記の潜像は現像器13（Ｙ）により現像ス
リーブ上の現像剤が非接触の状態で反転現像され感光体
ドラム10の回転に応じイエロー（Ｙ）のトナー像が形成
される。

【００２２】次いで感光体ドラム10は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上にさらに帯電器11（Ｍ）の帯電作
用により電位を付与され、露光光学系12（Ｍ）の第２の
色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像信号に対応する電
気信号による像露光が行われ、現像器13（Ｍ）による非
接触の反転現像によって前記のイエロー（Ｙ）のトナー
像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が順次重ね合わせて
形成される。

【００２３】同様のプロセスにより帯電器11（Ｃ）、露
光光学系12（Ｃ）および現像器13（Ｃ）によってさらに
第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像が、ま
た最後に帯電器11（Ｋ）、露光光学系12（Ｋ）および現
像器13（Ｋ）によって第４の色信号に対応する黒（Ｋ）
のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体ドラム
10の一回転以内にその周面上にカラーのトナー像が形成
される。

【００２４】かくして感光体ドラム10の周面上に形成さ
れたカラーのトナー像は、転写器14Ａにおいて給紙カセ
ット15より搬送されタイミングローラ16の駆動によって
同期して給紙される転写材である転写紙上に転写され
る。

【００２５】トナー像の転写を受けた転写紙は、除電器
14Ｂにおいては帯電の除去を受けてドラム周面より分離
し、定着装置17においてトナーを溶着し定着がなされた
のち排紙ローラ18を介して装置上部のトレイ上に排出さ
れる。

【００２６】一方、転写紙を分離した感光体ドラム10は
クリーニング装置19において残留トナーを除去，清掃し
て原稿画像のトナー像の形成を続行するか、もしくは一
旦停止して新たな原稿画像のトナー像の形成に待機す
る。

【００２７】前記の感光体ドラム１０は、各帯電器１
１、露光光学系１２、現像器１３ならびにクリーニング
装置１９とさらに前記の各現像器１３に対しトナーを供
給する各トナー収納容器４０およびクリーニング装置１
９により回収したトナーを収容する廃トナー容器５０と
共にカラー用のプロセスカートリッジ３０に収められて
いて、装置本体の側面カバー８０と開放した状態で右方
向からほぼ平行にスライドして着脱される。

【００２８】図２（ａ）は各現像器１３の現像スリーブ
１３０に対する配線経路を示す説明図であって、各現像
スリーブ１３０は２系統の配線経路を介して装置本体の
電源より現像バイアス用の電圧電流が供給されるように
なっている。

【００２９】現像スリーブに流れる電流量は少なく、ト
ナーの飛翔は電圧で決定されることから、定電圧制御す
ることにより、単一あるいは複数の現像スリーブに印加
対象を変更しても現像バイアスの変動なしに安定した電
圧を印加することができる。

【００３０】現像器１３（Ｙ），１３（Ｍ），１３
（Ｃ）の各現像スリーブ１３０（Ｙ），１３０（Ｍ），
１３０（Ｃ）はリード線Ｉに並列に、現像器１３（Ｋ）
の現像スリーブ１３０（Ｋ）はリード線IIにそれぞれ結
線されてカートリッジ３０背面のプラグＰに接続されて
いる。

【００３１】前記の各リード線ＩおよびIIは、前記プラ
グＰがカートリッジ３０の矢示方向からの装置本体への
装着操作によって本体側のソケットＳに自動的に接合す
ることにより、装置内の電源部に接続されるようになっ
ている。

【００３２】前記リード線Ｉは電源側に設けたスイッチ
ＳＷを介して前記のリード線IIに接続可能とされるか、
もしくは図２（ｂ）に示すように前記スイッチＳＷをカ
ートリッジ３０側に設けてカートリッジ３０側において
リード線IIと接続可能とされる。

【００３３】図３は各現像スリーブ１３０に対する電源
接続の回路図を示したのもで、電源部には容量変化やリ
ーク等に対応して自動的に定電圧制御を行う定電圧電源
が設けられる。

【００３４】本発明においての画像形成モードは黒色画
像形成モードあるいはカラー画像形成モードのいずれか
に制約されている。コピーモードにカラー画像形成モー
ドが選択された場合、前記のスイッチＳＷはＯＮに設定
されて、各現像器１３は現像スリーブ１３０に対し前記
の定電圧電源より所定の電圧値の現像バイアス電圧を印
加されて、担持するトナーを感光体側に飛翔して前述し
たＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋによるカラー画像形成が行われる。

【００３５】なお、少なくとも黒現像器以外のカラー現
像器を使用する場合も、カラー画像形成モードが選択さ
れて、同様にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの現像バイアスが動作す
る。

【００３６】一方コピーモードに黒色画像形成モードが
選択された場合には、前記のスイッチＳＷがＯＦＦに設
定されて、現像器１３（Ｋ）の現像スリーブ１３０
（Ｋ）にのみ所定の現像バイアス電圧が印加されて現像
器１３（Ｙ），１３（Ｍ），１３（Ｃ）は不作動状態と
され、帯電器１１（Ｙ），１１（Ｍ），１１（Ｃ）なら
びに露光光学系１２（Ｙ），１２（Ｍ），１２（Ｃ）の
各作用も休止されて黒トナーによる画像形成が行われ
る。なお、ＯＦＦ状態は図においてはフローティングで
あるが、直流電圧のみを印加してもよい。

【００３７】従って各現像スリーブ１３０は、コピーモ
ードの選択に応じて必要とする場合にのみ効率良く使用
されるので長期間の使用に耐え、また現像器１３の空作
動によるトナーの混色も防止され消費電力の節減にもつ
ながることとなる。

【００３８】なお、現像バイアスのＯＮ／ＯＦＦの切り
換えと同期して現像スリーブのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う
ことが好ましい。すなわち、現像を行う現像器には現像
バイアスの印加と現像スリーブの回転を行い現像を行わ
ない現像器には、現像バイアス印加の停止と現像スリー
ブの回転停止を行うことが好ましい。

【００３９】なお、本実施例は露光光学系１２を感光体
ドラム１０の内部に配置した装置によって説明したが、
本発明は像露光手段として使用するレーザユニット１２
０（ＹＭ），１２０（ＣＫ）を感光体ドラム１０の外部
あるいは図４に示す如くプロセスカートリッジ３０の外
側に配置する装置に対して適用が可能であり、この場合
にはプロセスカートリッジ３０は装置の手前側より奥行
方向へとスライドすることにより着脱されて前記のプラ
グＰのソケットＳに対する接合ならびに接合解除が行わ
れる。

【００４０】

【発明の効果】本発明により、極めて簡単な機構とその
作動制御をもって複数の現像手段をカラーあるいは黒色
画像形成のモードに応じて効率良く作動させることが可
能となり、その結果無用な動作によって生ずるトナーの
混色等も防止されて長期にわたって高品質のカラー画像
の得られるカラー画像形成装置が提供されることとなっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー画像形成装置の断面構成図。

【図２】各現像スリーブに対する配線経路を示す説明
図。

【図３】現像バイアス電圧の回路図。

【図４】他のカラー画像形成装置の要部構成図。

【符号の説明】

１０ 感光体ドラム １１ 帯電器 １２ 露光光学系 １３（Ｙ） 現像器（イエロー） １３（Ｍ） 現像器（マゼンタ） １３（Ｃ） 現像器（シアン） １３（Ｋ） 現像器（黒） １４Ａ 転写器 １５ 給紙カセット １７ 定着装置 １９ クリーニング装置 ２０ 支持部材 ３０ プロセスカートリッジ Ｐ プラグ Ｓ ソケット ＳＷ スイッチ

フロントページの続き (72)発明者 ▲浜▼田 州太 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像形成体の周面に、複数のカラー色およ
   び黒色の各トナー像に対応するそれぞれの帯電手段、像
   露光手段および現像手段を配設し、前記像形成体の一回
   転中に帯電、像露光および現像を繰り返して前記各色の
   トナー像を重ね合わせて形成後、前記トナー像を一括し
   て転写材に転写するカラー画像形成装置において、 前記装置は黒色画像の形成を可能とし、前記各現像手段
   は１個の定電圧電源を現像バイアス用電源として前記電
   源に対し黒色のトナー像に対応する現像手段を直結し、
   各カラー色に対応する各現像手段を１個のスイッチを介
   して並列に接続したことを特徴とするカラー画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 画像形成は黒色画像形成モードあるいは
   カラー画像形成モードのいずれかを選択可能としたこと
   を特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。